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大揭秘:机器人的仿人功能解析

来源 : www.fanchengrobot.com   发布时间 : 2020/7/15 15:57:00

相信很多人都见过不少的机器人,其中最吸引人的还是防人机器人。当他们越来越和人相似,能做越来越多人的动作的时候,都会吸引如潮的观众。

 

 机器人的仿人功能解析

 

  具有里程碑意义的人形机器人-NAO

 

  那么它们是如何模仿出人的行为的呢?它们的走,看,说,动是如何实现的呢。我们尽量用通俗的语言来给大家做一些解释。

 

  第一个,是走。走是人形机器人里面最具有技术含量的动作之一。这也从一个侧面说明,为什么大部分机器人的下半身是轮子,而实现双足行走的机器人少之又少。那是因为要让他们走起来,太南了。

 

  世界著名机器人学专家、日本早稻田大学的加藤一郎教授[1]说过:“机器人应当具有的最大特征之一是步行功能.”其中双足行走是步行方式中自动化程度最高,最为复杂的动态系统.双足步行系统具有非常丰富的动力学特性,对步行的环境要求很低,具有更强的环境适应能力.

 

  步态行走需要更多的电机,需要更复杂的算法,因为步态行走,需要不断的移动重心。十几个以上伺服电机要相互配合完成重心的左右移动,这不但对电机的要求比较高,对于电机的减速器,芯片的运算能力要求也比较高。同时,还需要上肢的配合,这样算起来要有20个以上的伺服电机在协同工作,这比三个电机组成的轮式机器人要复杂的多。而且这样工作的伺服电机要比只提供动力的轮子的复杂程度要高,响应的价格也要高很多。

 

  而且步态行走还要对于周围的环境进行分析,例如路面,周围的障碍物等等,这更增加了步态行走的难度。


  机器人足球,行走是最基本的功能比赛

 

  第二个,是听。机器人听的功能肯定是用麦克。不过机器人一般用的是麦克阵列。也就是一组麦克风。一般分为四线麦克和六线麦克。也就是四个一组或者六个一组。当然麦克越多,拾音质量越高。抗噪音能力越强。

 

 机器人的仿人功能解析

 

  六线麦克风

 

  当然除了硬件,还需要软件的算法来处理麦克风采集到的声音。把声音编程机器人可以听懂的信号。这里面涉及到语音识别,语义理解,知识图谱等一系列的运算。

 

  第三是看。毫无疑问,看的功能用的是摄像头。其实摄像头本身就是仿生学的应用,模仿的就是动物的眼睛。

 

  机器人的仿人功能解析

 

  额头上才是摄像头,不要看错了哈

 

  有了摄像头还只是能看到的第一步。其实最重要的是如何分析看到的图像。这就涉及到人工智能的视觉识别的算法了。举个简单的例子。在图像里有个红色的东西,我们怎么认定那是红灯,还是人身上的装饰物,还是路边的红花,这都需要人工智能强大的算法。

 

  当然上述所说的功能,都给予芯片的运算能力越来越强大,大数据的发展使得算法越来越精确。机器人的功能也会越来越强大。

 

  机器人的走,看,听的功能只是服务机器人最基本的功能。另外机器人要实现人类想要的功能,还需要更多的功能,例如精准定位的功能,如机器人巡检;精准执行的功能,如机器人焊接;精准感知的功能,如机器人探测。

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